FR3096775A1 - Dispositif de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir - Google Patents

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Abstract

Dispositif de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir, comportant au moins un couple de condensateurs (Ci L, Ci R), s’étendant suivant une direction longitudinale (Z’-Z), et comportant : - un premier condensateur (Ci L), formant des premiers motifs géométriques (Ci LB, Ci LT) définissant une première capacité électrique linéique ; - un second condensateur (Ci R), opposé au premier condensateur (Ci L), et formant des seconds motifs géométriques (Ci R B, Ci R T) définissant une seconde capacité électrique linéique ; les premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT ; Ci R B, Ci R T) étant agencés de sorte que : - les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une somme qui dépend de la position du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ; - les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une différence qui est une constante pour des positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z). Figure 6

Description

Dispositif de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir
L’invention se rapporte au domaine technique des dispositifs de mesures capacitives d’une hauteur de fluide dans un réservoir. Plus précisément, l’invention concerne des dispositifs dits de compensation, permettant de mesurer la hauteur de fluide sans connaître précisément la permittivité diélectrique du fluide.
L’invention trouve notamment son application dans la mesure d’une hauteur de fluide dans un réservoir mobile appartenant à un appareil de transport mobile (e.g. automobile, aéronef, bateau), ou dans un réservoir fixe utilisé dans un procédé industriel.
La mesure d’une hauteur de fluide dans un réservoir est un enjeu important en termes de sécurité et sur le plan économique, par exemple pour prévenir des pannes par manque d’alimentation en carburant ou anticiper les besoins en réapprovisionnement du réservoir pour la mise en œuvre d’un procédé industriel.
État de l’art
Un dispositif connu de l’état de la technique, notamment du document WO 99/10714 (ci-après D1), est un dispositif de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir, le fluide possédant une surface libre, le dispositif comportant un couple de condensateurs s’étendant suivant une direction longitudinale, destinée à être parallèle à la normale à la surface libre du fluide ; le couple de condensateurs comportant :
- un premier condensateur, comprenant un premier couple d’électrodes formant des premiers motifs géométriques définissant une première capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale ;
- un second condensateur, opposé au premier condensateur, et comprenant un second couple d’électrodes formant des seconds motifs géométriques définissant une seconde capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale.
Dans D1 (p.14, l.3 ; p.15, l.16), les premiers et seconds motifs géométriques sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent un ratio qui dépend de la position du fluide suivant la direction longitudinale et qui est indépendant de la constante diélectrique du fluide.
Un tel dispositif de l’état de la technique n’est pas entièrement satisfaisant dans la mesure où il ne permet pas de mesurer précisément la hauteur de fluide lorsque le réservoir est quasiment plein ou quasiment vide. En effet, de telles configurations nécessitent une précision quasi infinie sur la mesure pour obtenir une compensation fiable de la mesure en présence de faibles variations de permittivité diélectrique du fluide.
L’invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir, le fluide possédant une surface libre, le dispositif comportant au moins un couple de condensateurs s’étendant suivant une direction longitudinale, destinée à être parallèle à la normale à la surface libre du fluide ; le ou chaque couple de condensateurs comportant :
- un premier condensateur, comprenant un premier couple d’électrodes formant des premiers motifs géométriques définissant une première capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale ;
- un second condensateur, opposé au premier condensateur, et comprenant un second couple d’électrodes formant des seconds motifs géométriques définissant une seconde capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale ;
le dispositif étant remarquable en ce que les premiers et seconds motifs géométriques sont agencés de sorte que :
- les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une somme qui dépend de la position du fluide suivant la direction longitudinale ;
- les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui est une constante pour des positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale.
Ainsi, un tel dispositif selon l’invention permet, grâce à un tel agencement des premiers et seconds motifs géométriques, d’améliorer la précision de la mesure de la hauteur de fluide lorsque le réservoir est quasiment plein ou quasiment vide. En effet, la combinaison des informations de la somme et de la différence des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, confère une meilleure précision de mesure sur l’étendue spatiale du réservoir (selon la direction longitudinale), en choisissant des positions de référence adaptées, tout en conservant un dispositif de compensation ne nécessitant pas de connaître précisément la permittivité diélectrique du fluide. Par ailleurs, la somme et la différence des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, peut être mesurée aisément, par exemple via un circuit électronique comportant un système de mesure à deux voies, avec un mode différentiel.
Définitions
- Par « opposé », on entend que les premier et second condensateurs se font face suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale.
- Par « constante », on entend que la différence entre les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, est indépendante de la position du fluide suivant la direction longitudinale.
Le dispositif selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon une caractéristique de l’invention, le ou chaque couple de condensateurs comporte un axe médian s’étendant suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers motifs géométriques sont agencés de part et d’autre de l’axe médian de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian ; et les seconds motifs géométriques sont agencés de part et d’autre de l’axe médian de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian.
Ainsi, un avantage procuré est que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui est nulle pour :
- une première position de référence du fluide correspondant à une position médiane suivant la direction longitudinale (i.e position sur l’axe médian si le fluide est au contact du dispositif ou position parallèle à l’axe médian si le fluide est à distance du fluide),
- une deuxième position de référence du fluide correspondant à une position distale supérieure suivant la direction longitudinale. Par « distale », on entend la position longitudinale la plus éloignée du centre du couple de condensateurs. En présence d’un seul couple de condensateurs, la position distale supérieure correspond à un réservoir entièrement rempli.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers motifs géométriques et les seconds motifs géométriques sont agencés au-dessus de l’axe médian de manière à former une symétrie centrale ; les premiers motifs géométriques et les seconds motifs géométriques sont agencés au-dessous de l’axe médian de manière à former une symétrie centrale.
Ainsi, un avantage procuré est que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une somme qui est proportionnelle à la position du fluide suivant la direction longitudinale de part et d’autre de l’axe médian.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers motifs géométriques et les seconds motifs géométriques sont agencés au-dessus de l’axe médian de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessus de l’axe médian suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle ; les premiers motifs géométriques et les seconds motifs géométriques sont agencés au-dessous de l’axe médian de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessous de l’axe médian suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle.
Ainsi, un avantage procuré est que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui est constante (éventuellement nulle) pour :
- une première position de référence du fluide correspondant à une position médiane suivant la direction longitudinale (i.e position sur l’axe médian si le fluide est au contact du dispositif ou position parallèle à l’axe médian si le fluide est à distance du fluide),
- une deuxième position de référence du fluide correspondant à une position distale supérieure suivant la direction longitudinale. Par « distale », on entend la position longitudinale la plus éloignée du centre du couple de condensateurs. En présence d’un seul couple de condensateurs, la position distale supérieure correspond à un réservoir entièrement rempli.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers et seconds motifs géométriques sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une différence qui change de signe de part et d’autre de l’axe médian.
Ainsi, un avantage procuré est de s’affranchir des ambiguïtés sur la position longitudinale du fluide par rapport à l’axe médian.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers et seconds motifs géométriques sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une différence nulle pour au moins deux positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale.
Selon une caractéristique de l’invention, les premiers et seconds motifs géométriques sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, possèdent une somme proportionnelle à la position du fluide suivant la direction longitudinale.
Par « proportionnelle », on entend qu’il existe une relation linéaire entre la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, et la position du fluide suivant la direction longitudinale.
Ainsi, un avantage procuré est de simplifier l’obtention de la mesure de la hauteur de fluide.
Selon une caractéristique de l’invention, les premier et second condensateurs sont des condensateurs à électrodes interdigitées.
Ainsi, un avantage procuré est de pouvoir déterminer la permittivité diélectrique du fluide.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif comporte un ensemble de couples de condensateurs, chaque couple de condensateurs possédant une longueur suivant la direction longitudinale ; l’ensemble de couples de condensateurs étant réparti suivant la direction longitudinale de sorte que leur longueur suit une série géométrique.
Ainsi, un avantage procuré est de cumuler :
- des mesures continues pour chaque couple de condensateurs donné ;
- des mesures discrètes entre chaque couple de condensateurs.
Le fait de répartir l’ensemble de couples de condensateurs suivant la direction longitudinale de sorte que leur longueur suit une série géométrique permet de moduler spatialement la précision de mesure de la hauteur de fluide selon la direction longitudinale, à capacité électrique égale pour chaque couple de condensateurs. Les couples de condensateurs avec les longueurs les plus faibles possèdent localement une meilleure précision de la mesure de la hauteur de fluide que les couples de condensateurs avec les longueurs les plus importantes. Ce type de configuration pourra être choisi par exemple si l’application visée recherche une meilleure précision lorsque le réservoir est quasi vide afin de prédire le moment de réapprovisionnement.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif comporte un ensemble de couples de condensateurs réparti suivant la direction longitudinale de manière périodique.
Par « de manière périodique », on entend que les premiers et seconds motifs géométriques se répètent à l’identique selon un intervalle spatial régulier suivant la direction longitudinale.
Ainsi, un avantage procuré est de cumuler :
- des mesures continues pour chaque couple de condensateurs donné ;
- des mesures discrètes entre chaque couple de condensateurs.
En outre, une telle répartition périodique permet de faciliter la production industrielle du dispositif, et de pouvoir s’adapter aisément à des tailles différentes de réservoir.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif comporte un ensemble de couples de condensateurs réparti suivant la direction longitudinale ; les premiers et seconds motifs géométriques de deux couples adjacents de condensateurs sont agencés de sorte que :
- la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, est une fonction monotone selon la direction longitudinale ;
- la différence des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, est constante selon la direction longitudinale, de préférence nulle, pour les positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale.
Ainsi, un avantage procuré est de cumuler :
- des mesures continues pour chaque couple de condensateurs donné ;
- des mesures discrètes entre chaque couple de condensateurs.
En outre, il est rendu possible de moduler spatialement la précision de mesure de la hauteur de fluide selon la direction longitudinale. La sensibilité du couple de condensateurs sera d’autant plus grande que la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, est élevée. Ce type de configuration pourra être choisi par exemple si l’application visée recherche une meilleure précision lorsque le réservoir est quasi vide afin de prédire le moment de réapprovisionnement.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif comporte une couche de protection réalisée dans un matériau diélectrique, de préférence un matériau plastique, et agencée pour recouvrir le ou chaque couple de condensateurs.
Ainsi, un avantage procuré est de pouvoir notamment protéger du fluide la partie électronique du dispositif.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif comporte :
- une carte de circuit imprimé,
- des pistes électriquement conductrices, agencées sur la carte de circuit imprimé, et formant le ou chaque couple de condensateurs.
Ainsi, un avantage procuré est de produire aisément le dispositif à l’échelle industrielle.
L’invention a également pour objet un réservoir, comportant au moins un dispositif conforme à l’invention, le ou chaque couple de condensateurs étant agencé de manière à générer un champ électrique à l’intérieur du réservoir.
Selon une caractéristique de l’invention, le réservoir renferme un fluide, et comporte une paroi latérale réalisée dans un matériau diélectrique ; le dispositif est agencé à l’intérieur de la paroi latérale, à distance du fluide.
Ainsi, un avantage procuré est de s’affranchir d’un contact direct entre le fluide et le dispositif susceptible d’occasionner des dégradations. Le dispositif selon l’invention demeure fonctionnel et fiable dans la mesure où il ne nécessite pas de connaître précisément la permittivité diélectrique du milieu comportant la paroi latérale et le fluide. En outre, le dispositif se retrouve protégé mécaniquement du milieu extérieur grâce à la paroi latérale.
Selon une caractéristique de l’invention, le réservoir comporte un dispositif de chauffage, agencé dans le réservoir pour chauffer le fluide, le dispositif de chauffage comprenant une partie métallique formant une masse ; et le ou chaque couple de condensateurs est relié électriquement à la masse.
Ainsi, un avantage procuré est de simplifier la mise à la masse du dispositif.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif est agencé à une distance du fluide comprise entre 0,05 mm et 25 mm, de préférence comprise entre 4 mm et 6 mm.
Ainsi, un avantage procuré est de conserver une précision satisfaisante de la mesure de hauteur de fluide.
D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans l’exposé détaillé de différents modes de réalisation de l’invention, l’exposé étant assorti d’exemples et de références aux dessins joints.
Figure 1 est une vue schématique partielle, en perspective éclatée, d’un dispositif selon l’invention, illustrant un premier mode d’intégration du dispositif à une paroi d’un réservoir.
Figure 2 est une vue schématique partielle, en perspective éclatée, d’un dispositif selon l’invention, illustrant un deuxième mode d’intégration du dispositif à une paroi d’un réservoir.
Figure 3 est une vue schématique en perspective d’un réservoir équipé d’un dispositif selon l’invention.
Figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un premier mode de réalisation d’un ensemble de couples de condensateurs d’un dispositif selon l’invention.
Figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un deuxième mode de réalisation d’un ensemble de couples de condensateurs d’un dispositif selon l’invention.
Figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale, à l’échelle agrandie, d’un couple de condensateurs selon le premier mode de réalisation illustré à la figure 4.
Figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale, à l’échelle agrandie, d’un couple de condensateurs selon le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5.
Figure 8 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d’un ensemble de couples de condensateurs réparti suivant la direction longitudinale de manière périodique.
Figure 9 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d’un ensemble de couples de condensateurs réparti suivant la direction longitudinale de sorte que leur longueur suit une série géométrique.
Figure 10 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d’un ensemble de couples de condensateurs dont la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale, est une fonction monotone selon la direction longitudinale ; l’ensemble de couples de condensateurs étant agencé de part et d’autre d’une séparatrice.
Figure 11 est une vue analogue à la figure 10, en l’absence de séparatrice.
Figure 12 est une vue schématique partielle en coupe d’une paroi d’un réservoir, illustrant un premier mode d’intégration du dispositif selon l’invention.
Figure 13 est une vue schématique partielle en coupe d’une paroi d’un réservoir, illustrant un deuxième mode d’intégration du dispositif selon l’invention.
Figure 14 est un graphique représentant en abscisses le nombre de périodes d’un ensemble de couples de condensateurs, et en ordonnées la capacité électrique (en pF) pour les condensateurs de gauche (CL) et pour les condensateurs de droite (CR).
Figure 15 est un graphique représentant en abscisses le nombre de périodes d’un ensemble de couples de condensateurs, et en ordonnées la différence de capacité électrique (en pF) entre les condensateurs de gauche et les condensateurs de droite.
Exposé détaillé des modes de réalisation
Les éléments identiques ou assurant la même fonction porteront les mêmes références pour les différents modes de réalisation, par souci de simplification.
Un objet de l’invention est un dispositif 1 de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir 2, le fluide possédant une surface libre, le dispositif 1 comportant au moins un couple de condensateurs Ci L, Ci Rs’étendant suivant une direction longitudinale Z’-Z, destinée à être parallèle à la normale à la surface libre du fluide ; le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rcomportant :
- un premier condensateur Ci L, (i correspondant au i-ème couple) comprenant un premier couple d’électrodes formant des premiers motifs géométriques Ci LB, Ci LTdéfinissant une première capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale Z’-Z ;
- un second condensateur Ci R, (i correspondant au i-ème couple), opposé au premier condensateur Ci L, et comprenant un second couple d’électrodes formant des seconds motifs géométriques Ci R B, Ci R Tdéfinissant une seconde capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Les premiers et seconds motifs géométriques Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R Tsont agencés de sorte que :
- les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une somme (notée Si, i correspondant au i-ème couple) qui dépend de la position du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z ;
- les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une différence (notée Di, i correspondant au i-ème couple) qui est une constante (notée K) pour des positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Si l’on note z la position du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z et zrefles positions de référence, on a :
Couple(s) de condensateurs
Le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rcomporte avantageusement un axe médian X’-X s’étendant suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale Z’-Z.
Les premier et second condensateurs Ci L, Ci Rsont avantageusement des condensateurs à électrodes interdigitées.
Le dispositif 1 comporte avantageusement un ensemble de couples de condensateurs Ci L, Ci R, chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rpossédant une longueur (notée Li) suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Selon un premier mode de réalisation (illustré à la figure 9), l’ensemble de couples de condensateurs Ci L, Ci Rest réparti suivant la direction longitudinale Z’-Z de sorte que leur longueur Lisuit une série géométrique :
où α est la raison de la suite géométrique, δ est la longueur du premier couple de condensateurs C1 L, C1 R, N est le nombre de couples de condensateurs Ci L, Ci R, i est le i-ème couple de condensateurs Ci L, Ci R. Les couples de condensateurs avec les longueurs les plus faibles (niveaux inférieurs) possèdent localement une meilleure précision de la mesure de la hauteur de fluide que les couples de condensateurs avec les longueurs les plus importantes (niveaux supérieurs). Cette modulation spatiale de la précision de mesure est utile pour à la fois :
- estimer avec précision le niveau restant dans un réservoir 2 et,
- prédire avec une bonne précision la date nécessaire à un réapprovisionnement, sous l’hypothèse d’une consommation de fluide constante ou prévisible avec le temps.
Ceci présente un avantage économique grâce à une meilleure gestion des réapprovisionnements, puisque, par extrapolation de la quantité (hi+1- hi)/( ti+1- ti) où hi+1(respectivement hi), sont les hauteurs restantes de fluide aux temps ti+1(respectivement ti), il est possible - avec une incertitude moindre qu’une méthode basée sur l’expérience humaine seule - de connaître la date d’épuisement du fluide dans le réservoir 2. D’un point de vue mathématique, de tels points de mesure permettent à l’homme du métier de qualifier des modèles qu’il aura pu développer, et de réactualiser ses prévisions.
Selon un deuxième mode de réalisation (notamment illustré aux figures 4, 5 et 8), l’ensemble de couples de condensateurs Ci L, Ci Rest réparti suivant la direction longitudinale Z’-Z de manière périodique. La longueur Lide chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rest donc constante suivant la direction longitudinale Z’-Z.
où λ est la période spatiale des couples de condensateurs Ci L, Ci R.
Le dispositif 1 comporte avantageusement :
- une carte 3 de circuit imprimé,
- des pistes électriquement conductrices, agencées sur la carte de circuit imprimé, et formant le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci R.
La carte 3 de circuit imprimé peut être réalisée dans un matériau choisi parmi le polyimide, la résine époxy FR-4, un papier cellulosique. Les pistes électriquement conductrices peuvent être réalisées dans un matériau choisi parmi Cu, Al, le graphite, le graphène. Par « électriquement conductrices », on entend que les pistes sont réalisées dans un matériau présentant une conductivité électrique à 300 K supérieure ou égale à 1 S.cm-1.
Le dispositif 1 comporte avantageusement une couche de protection 4 réalisée dans un matériau diélectrique, de préférence un matériau plastique, et agencée pour recouvrir le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci R. Par « diélectrique », on entend que le matériau présente une conductivité électrique à 300 K inférieure ou égale à 10-6S.cm-1. A titre d’exemples non limitatifs, le matériau diélectrique dans lequel est réalisée la couche de protection 4 peut être une résine époxy ou une pâte silicone.
Le dispositif 1 comporte avantageusement un plan de masse GND. Par « plan de masse », on entend tout moyen d’obtenir un potentiel de référence pour le ou les couples de condensateurs Ci L, Ci R.
Le dispositif 1 comporte avantageusement une électronique 10 de commande, configurée pour commander le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci R. L’électronique 10 de commande est reliée électriquement au plan de masse GND. L’électronique 10 de commande comporte avantageusement un microcontrôleur. L’électronique 10 de commande comporte avantageusement un circuit électronique configuré pour mesurer :
A titre d’exemple non limitatif, de telles mesures peuvent être effectuées à l’aide du composant AD7746 du fabricant «Analog Devices», qui est un convertisseur capacitif numérique Sigma-Delta avec un mode différentiel.
Le dispositif 1 comporte avantageusement un connecteur 11, agencé pour communiquer les mesures effectuées par le dispositif 1. Le connecteur 11 peut être un bus de données CAN («Controller Area Network» en langue anglaise). Selon une alternative, l’électronique 10 de commande comporte un module de communication sans-fil, de préférence choisi parmi les technologies Bluetooth, Bluetooth à basse énergie, RFID, Wifi, LoRa, SigFox.
Premiers et seconds motifs géométriques
A titre d’exemples non limitatifs, les électrodes de chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rpeuvent présenter une section longitudinale de forme rectangulaire ou en forme de chevron.
Les premiers motifs géométriques Ci LB, Ci LTsont avantageusement agencés de part et d’autre de l’axe médian X’-X de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian X’-X. Les seconds motifs géométriques Ci R B, Ci R Tsont avantageusement agencés de part et d’autre de l’axe médian X’-X de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian X’-X. Les premiers motifs géométriques Ci LTet les seconds motifs géométriques Ci R Tsont avantageusement agencés au-dessus de l’axe médian X’-X de manière à former une symétrie centrale. Les premiers motifs géométriques Ci LBet les seconds motifs géométriques Ci RBsont avantageusement agencés au-dessous de l’axe médian X’-X de manière à former une symétrie centrale.
Il en résulte que :
Les premiers motifs géométriques Ci LTet les seconds motifs géométriques Ci R Tsont avantageusement agencés au-dessus de l’axe médian X’-X de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessus de l’axe médian X’-X suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle. Les premiers motifs géométriques Ci LBet les seconds motifs géométriques Ci RBsont avantageusement agencés au-dessous de l’axe médian X’-X de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessous de l’axe médian X’-X suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle.
Les premiers et seconds motifs géométriques Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R Tsont avantageusement agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une différence qui change de signe de part et d’autre de l’axe médian X’-X. Dans le cas où l’ensemble de couples de condensateurs Ci L, Ci Rest réparti suivant la direction longitudinale Z’-Z de manière périodique avec une période spatiale λ, l’incertitude de mesure sur la hauteur de fluide est réduite à λ/2. Il est possible de réaliser un inventaire de la quantité de fluide selon une précision de de la hauteur totale du dispositif 1, où N est le nombre de couples de condensateurs Ci L, Ci R.
Les premiers et seconds motifs géométriques Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R Tsont avantageusement agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une différence nulle pour au moins deux positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Les premiers et seconds motifs géométriques Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R Tsont avantageusement agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, possèdent une somme proportionnelle à la position du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Selon un mode de réalisation (illustré aux figures 10 et 11), le dispositif 1 comporte un ensemble de couples de condensateurs Ci L, Ci Rréparti suivant la direction longitudinale Z’-Z ; les premiers et seconds motifs géométriques Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R Tde deux couples adjacents de condensateurs Ci L, Ci Rsont avantageusement agencés de sorte que :
- la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, est une fonction monotone selon la direction longitudinale Z’-Z ;
- la différence des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale Z’-Z, est constante selon la direction longitudinale Z’-Z, de préférence nulle, pour les positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale Z’-Z.
Ainsi, il est possible de réaliser un codage de l’information d’un sous-secteur (i.e. correspondant à l’étendue spatiale d’un couple de condensateurs Ci L, Ci R) par rapport à un sous-secteur adjacent, différencié. La fonctionne monotone peut être une fonction linéaire de sorte qu’un premier sous-secteur pourra contenir une capacité électrique, notée C0, pour une extension spatiale donnée, puis le deuxième sous-secteur (supérieur) pourra contenir une capacité électrique supérieure (égale à β C0, β>1) pour la même extension spatiale donnée.
Réservoir
Un objet de l’invention est un réservoir 2 comportant au moins un dispositif 1 conforme à l’invention, le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rétant agencé de manière à générer un champ électrique à l’intérieur du réservoir 2.
Le réservoir 2 peut renfermer un fluide. Le réservoir 2 peut comporter une paroi latérale 20 réalisée dans un matériau diélectrique. Le matériau diélectrique est de préférence un matériau plastique ou un matériau composite. Le matériau plastique peut être le polyéthylène. Le matériau composite peut être un matériau pré-imprégné, comprenant une matrice (ou résine) imprégnant un renfort. La résine peut être une résine thermodurcissable ou une résine thermoplastique.
Le dispositif 1 est avantageusement agencé à l’intérieur de la paroi latérale 20, à distance du fluide. La paroi latérale 20 sépare le fluide d’un milieu extérieur. Le cas échéant, la paroi latérale 20 est creuse et comporte deux parties P1, P2 formant une cavité fermée. Une telle paroi latérale 20 creuse permet de protéger le dispositif 1 du milieu extérieur et du fluide. Le dispositif 1 comporte avantageusement un système de récupération d’énergie, agencé à l’intérieur de la cavité fermée, et configurée pour récupérer une énergie provenant d’une source externe située dans le milieu extérieur. Le système de récupération d’énergie est relié électriquement au microcontrôleur de l’électronique 10 de commande. L’énergie est avantageusement choisie parmi une énergie électromagnétique, une énergie mécanique, une énergie thermique. A titre d’exemples non limitatifs, la source externe peut être un générateur à induction, un générateur thermoélectrique, un système piézoélectrique. La source externe peut émettre des ondes radioélectriques. Le cas échéant, la source externe est avantageusement sélectionnée parmi :
- un ordiphone muni d’un module de communication en champ proche (NFC pour «Near Field Communication» en langue anglaise),
- une antenne émettant un signal de type Bluetooth à basse énergie (BLE pour «Bluetooth Low Energy» en langue anglaise), ou un signal Wifi à 2,4 GHz ou à 5 GHz.
Le dispositif 1 comporte avantageusement des moyens de stockage, agencés à l’intérieur de la cavité fermée pour stocker l’énergie récupérée par le système 4 de récupération d’énergie. A titre d’exemples non limitatifs, les moyens de stockage peuvent comporter une batterie ou un supercondensateur (e.g. à base de carbone).
Selon une alternative illustrée à la figure 12, le dispositif 1 peut être agencé à l’extérieur de la paroi latérale 20. La fixation du dispositif 1 à l’extérieur de la paroi latérale peut être réalisée par collage ou par thermoformage.
Le réservoir 2 peut comporter un dispositif de chauffage 5, agencé dans le réservoir 2 pour chauffer le fluide. Le dispositif de chauffage 5 peut comprendre une partie métallique (par exemple en acier inoxydable) formant une masse. Le ou chaque couple de condensateurs Ci L, Ci Rest avantageusement relié électriquement à la masse. La mise à un potentiel commun du fluide et de l’électronique 10 de commande permet d’obtenir des mesures de hauteur de fluide à travers une paroi latérale 20 épaisse, en mesurant les capacités électriques par une méthode de type trois fils.
Le dispositif 1 de mesures capacitives est avantageusement agencé à une distance du fluide comprise entre 0,05 mm et 25 mm, de préférence comprise entre 4 mm et 6 mm.
Il est possible, à partir des mesures de S et D par le circuit électronique de l’électronique 10 de commande, de calculer une constante diélectrique effective incluant la paroi latérale 20 et le fluide en regard du sous-secteur correspondant (i.e. l’étendue spatiale du couple de condensateurs Ci L, Ci Ren regard du fluide), de sorte que chaque sous-secteur possède sa propre loi d’étalonnage.
Ainsi, il est possible de :
- corriger les variations d’épaisseur de la paroi 20 du réservoir 2 pour un fluide donné,
- d’adapter la sensibilité de chaque sous-secteur aux variations des propriétés du fluide.
Une telle auto-calibration sera en particulier rendue possible dans la mesure où le niveau du fluide pourra varier, et que pourront être déduites et enregistrées les différentes valeurs associées à des points fixes. De telles valeurs constituent des points d’étalonnage pour calibrer dynamiquement le dispositif 1, par exemple à l’aide d’un algorithme de type Levenberg-Marcquardt afin de modéliser selon une loi simple la relation entre la hauteur du fluide et la capacité électrique mesurée. Un algorithme d’intelligence artificielle, basé sur un système d’apprentissage, pourra utilement compléter cette première approche.
Procédé de fabrication
Lorsque le matériau diélectrique de la paroi latérale 20 du réservoir 2 est un matériau plastique de type thermoplastique, la paroi latérale 20 peut être formée par un procédé de moulage par extrusion-soufflage. Le dispositif 1 est ajouté dans le moule (insert) avant la phase de soufflage. L’ajout d’inserts dans le moule de soufflage peut s’effectuer par des robots à une cadence qui ne ralentit pas le cycle de moulage du réservoir 2.
Selon une alternative, la paroi latérale 20 du réservoir 2 peut être formée par un procédé de moulage par injection et soufflage. Il est possible d’utiliser un tuteur (la partie P2 externe de la paroi) afin de maintenir le dispositif 1 dans le moule de soufflage.
Selon une autre alternative, la paroi latérale 20 du réservoir 2 peut être formée par un procédé de rotomoulage où le dispositif 1 est maintenu dans le moule à l’aide d’un support tel qu’une toile ou une grille, le support étant de préférence métallique.
Résultats
Un exemple de résultat de mesure est illustré aux figures 14 et 15. Le dispositif 1 est intégré à l’intérieur d’une paroi latérale 20 du réservoir 2, d’une épaisseur de l’ordre de 5 mm. Le fluide est du liquide Adblue®. On constate que les capacités électriques des premiers et seconds condensateurs (capacité gauche CLet capacité droite CR) diminuent avec la hauteur de liquide, selon une décroissance totale de l’ordre de 8 pF de dynamique sur 29 pF, ce qui est largement suffisant pour une mesure précise, alors que l’amplitude de la différence |CL-CR| maximale est de l’ordre de 0,45 pF, et peut-être adapté par géométrie des électrodes. On constate à la figure 15 que est bien nul pour les demi-périodes. Les zéros de D étant multiples, il est avantageux de connaître au moins approximativement les propriétés diélectriques du fluide. A titre indicatif, si la hauteur du dispositif 1 est constituée de N sous-périodes de même longueur, le dispositif 1 possédera de l’ordre de 2N+1 zéros, et les propriétés diélectriques seront avantageusement connues à typiquement mieux que pour lever toute indétermination sur chaque niveau discret.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation exposés. L’homme du métier est mis à même de considérer leurs combinaisons techniquement opérantes, et de leur substituer des équivalents.

Claims (18)

  1. Dispositif (1) de mesures capacitives d’une hauteur d’un fluide dans un réservoir (2), le fluide possédant une surface libre, le dispositif (1) comportant au moins un couple de condensateurs (Ci L, Ci R) s’étendant suivant une direction longitudinale (Z’-Z), destinée à être parallèle à la normale à la surface libre du fluide ; le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R) comportant :
    - un premier condensateur (Ci L), comprenant un premier couple d’électrodes formant des premiers motifs géométriques (Ci LB, Ci LT) définissant une première capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ;
    - un second condensateur (Ci R), opposé au premier condensateur (Ci L), et comprenant un second couple d’électrodes formant des seconds motifs géométriques (Ci R B, Ci R T) définissant une seconde capacité électrique linéique variant suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ;
    le dispositif étantcaractérisé en ce queles premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R T) sont agencés de sorte que :
    - les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une somme qui dépend de la position du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ;
    - les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une différence qui est une constante pour des positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z).
  2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R) comporte un axe médian (X’-X) s’étendant suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale (Z’-Z).
  3. Dispositif (1) selon la revendication 2, dans lequel les premiers motifs géométriques (Ci LB, Ci LT) sont agencés de part et d’autre de l’axe médian (X’-X) de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian (X’-X) ; et les seconds motifs géométriques (Ci R B, Ci R T) sont agencés de part et d’autre de l’axe médian (X’-X) de manière à former une symétrie axiale selon l’axe médian (X’-X).
  4. Dispositif (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les premiers motifs géométriques (Ci LT) et les seconds motifs géométriques (Ci R T) sont agencés au-dessus de l’axe médian (X’-X) de manière à former une symétrie centrale ; les premiers motifs géométriques (Ci LB) et les seconds motifs géométriques (Ci RB) sont agencés au-dessous de l’axe médian (X’-X) de manière à former une symétrie centrale.
  5. Dispositif (1) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel les premiers motifs géométriques (Ci LT) et les seconds motifs géométriques (Ci R T) sont agencés au-dessus de l’axe médian (X’-X) de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessus de l’axe médian (X’-X) suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle ; les premiers motifs géométriques (Ci LB) et les seconds motifs géométriques (Ci RB) sont agencés au-dessous de l’axe médian (X’-X) de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées au-dessous de l’axe médian (X’-X) suivant la direction longitudinale, (Z’-Z) possèdent une différence qui est une constante de préférence nulle.
  6. Dispositif (1) selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel les premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R T) sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une différence qui change de signe de part et d’autre de l’axe médian (X’-X).
  7. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R T) sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une différence nulle pour au moins deux positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z).
  8. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R T) sont agencés de sorte que les première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), possèdent une somme proportionnelle à la position du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z).
  9. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel les premier et second condensateurs (Ci L, Ci R) sont des condensateurs à électrodes interdigitées.
  10. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comportant un ensemble de couples de condensateurs (Ci L, Ci R), chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R) possédant une longueur (Li) suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ; l’ensemble de couples de condensateurs (Ci L, Ci R) étant réparti suivant la direction longitudinale (Z’-Z) de sorte que leur longueur (Li) suit une série géométrique.
  11. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comportant un ensemble de couples de condensateurs (Ci L, Ci R) réparti suivant la direction longitudinale (Z’-Z) de manière périodique.
  12. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comportant un ensemble de couples de condensateurs (Ci L, Ci R) réparti suivant la direction longitudinale (Z’-Z) ; les premiers et seconds motifs géométriques (Ci LB, Ci LT; Ci R B, Ci R T) de deux couples adjacents de condensateurs (Ci L, Ci R) sont agencés de sorte que :
    - la somme des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), est une fonction monotone selon la direction longitudinale (Z’-Z) ;
    - la différence des première et seconde capacités électriques linéiques, intégrées suivant la direction longitudinale (Z’-Z), est constante selon la direction longitudinale (Z’-Z), de préférence nulle, pour les positions de référence du fluide suivant la direction longitudinale (Z’-Z).
  13. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 12, comportant une couche de protection (4) réalisée dans un matériau diélectrique, de préférence un matériau plastique, et agencée pour recouvrir le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R).
  14. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 13, comportant :
    - une carte (3) de circuit imprimé,
    - des pistes électriquement conductrices, agencées sur la carte (3) de circuit imprimé, et formant le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R).
  15. Réservoir (2), comportant au moins un dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 14, le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R) étant agencé de manière à générer un champ électrique à l’intérieur du réservoir (2).
  16. Réservoir (2) selon la revendication 15, renfermant un fluide, et comportant une paroi latérale (20) réalisée dans un matériau diélectrique ; le dispositif (1) est agencé à l’intérieur de la paroi latérale (20), à distance du fluide.
  17. Réservoir (2) selon la revendication 16, comportant un dispositif de chauffage (5), agencé dans le réservoir (2) pour chauffer le fluide, le dispositif de chauffage (5) comprenant une partie métallique formant une masse ; et le ou chaque couple de condensateurs (Ci L, Ci R) est relié électriquement à la masse.
  18. Réservoir (2) selon la revendication 16 ou 17, dans lequel le dispositif (1) est agencé à une distance du fluide comprise entre 0,05 mm et 25 mm, de préférence comprise entre 4 mm et 6 mm.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166388A (en) * 1974-12-12 1979-09-04 Drexelbrook Controls, Inc. RF Admittance measuring method and apparatus for determining the level of a conductive liquid
US4373389A (en) * 1979-10-15 1983-02-15 Precitronic Gesellschaft Fur Feinmechanik Und Electronic M.B.H. Device for capacitive level measurement
WO1999010714A1 (fr) 1997-08-25 1999-03-04 Millennium Sensors Ltd. Detecteur de niveau de liquide a effet capacitif compense
US20080231290A1 (en) * 2004-05-14 2008-09-25 Scientific Generics Ltd. Capacitive Position Sensor
US20180299316A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 Rohm Co., Ltd. Water level sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166388A (en) * 1974-12-12 1979-09-04 Drexelbrook Controls, Inc. RF Admittance measuring method and apparatus for determining the level of a conductive liquid
US4166388B1 (fr) * 1974-12-12 1992-05-19 Drexelbrook Controls
US4373389A (en) * 1979-10-15 1983-02-15 Precitronic Gesellschaft Fur Feinmechanik Und Electronic M.B.H. Device for capacitive level measurement
WO1999010714A1 (fr) 1997-08-25 1999-03-04 Millennium Sensors Ltd. Detecteur de niveau de liquide a effet capacitif compense
US20080231290A1 (en) * 2004-05-14 2008-09-25 Scientific Generics Ltd. Capacitive Position Sensor
US20180299316A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 Rohm Co., Ltd. Water level sensor

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